Půdní bakterie dokáže rozkládat toxické chemikálie v životním prostředí
3.8.2026 | Petr Žák
Výzkumný tým z Ruhr-Universität Bochum vedený profesorem Dirkem Tischlerem zveřejnil letos v časopise Applied and Environmental Microbiology celogenomovou a transkriptomickou studii půdní bakterie Rhodococcus opacus 1CP. Vědci se zaměřili na její mimořádnou schopnost rozkládat různé aromatické a další cizorodé látky, zejména p-kresol a styren, které jsou spojovány s průmyslovým znečištěním.
P-kresol patří mezi fenolické sloučeniny, zatímco styren je aromatický uhlovodík. Obě látky mohou být toxické a z průmyslových provozů se dostávat do půdy a vody. Bakterie R. opacus 1CP je však dokáže využívat jako zdroj uhlíku a energie, a je proto zajímavá pro bioremediaci, tedy biologické čištění kontaminovaného prostředí.
Analýza genomu odhalila rozsáhlou genetickou výbavu pro rozklad aromatických sloučenin. Genom obsahuje 8,64 milionu párů bází, a je tak větší než u mnoha jiných bakterií. Vědci v něm identifikovali 107 genů nebo skupin genů, které by se mohly podílet na odbourávání těchto látek. Takto rozsáhlá genetická výbava však neznamená, že bakterie využívá všechny možnosti současně. Zapojení jednotlivých genů závisí na konkrétní látce a některé enzymy pravděpodobně slouží jen jako náhrada při narušení hlavní metabolické dráhy.
Bakterie tak může aromatické látky zpracovávat několika způsoby. Podle jejich struktury štěpí aromatický kruh různými cestami (ortho- nebo meta-) nebo nejprve upravuje jeho postranní řetězec. Vzniklé meziprodukty (například katechol, protokatechuát a kyselina fenyloctová), pak vstupují do centrálního metabolismu, kde slouží jako zdroj energie. Při degradaci styrenu se navíc aktivuje specifický soubor genů uložený na plazmidu (genový klastr styABCD a obě izomerázy styrenoxidu).
Tuto metabolickou přizpůsobivost potvrdily experimenty, při nichž vědci postupně vyřadili tři geny pro fenolhydroxylázy. Po vyřazení jednoho nebo dvou genů jejich úlohu většinou převzaly jiné enzymy. Ani po vyřazení všech tří genů však bakterie úplně neztratila schopnost rozkládat aromatické látky. Analýza aktivity genů ukázala, že zapojila jiný enzym a náhradní metabolickou dráhu, což jí pravděpodobně umožnilo nadále růst na p-kresolu, i když s nižší růstovou rychlostí.
Díky této přizpůsobivosti je R. opacus 1CP vhodným organismem pro studium mikrobiálního rozkladu znečišťujících látek a jeho možného biotechnologického využití. Studie však nezahrnovala terénní ani průmyslové zkoušky. Možné využití bakterie při bioremediaci proto bude nutné ověřit v konkrétních podmínkách prostředí. Jeho účinnost může ovlivnit například koncentrace a dostupnost znečišťujících látek, přítomnost kyslíku nebo vlastnosti půdy či vody.
Zdroje: